JPEG 2000을 위한 Tiling 시스템의 구현

장원우,조성대,강봉순,Jang, Won-Woo,Cho, Sung-Dae,Kang, Bong-Soon 한국융합신호처리학회 2008 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.9 No.3

본 논문은 JPEG 2000에 사용되는 전처리 과정 기능인 타일링 시스템의 구현에 관한 것이다. 설계된 시스템은 JPEG 2000의 표준에 명시되어 있으며, 이미지의 크기 파악, 영역 확장 그리고 이미지 분할 기능을 수행한다. Progressive한 입력을 타일 단위로 분할 및 전송하기 위해서, 입력 이미지를 Frame Memory에 저장한다. 그래서 Verilog-HDL를 사용하여 FSM 방식으로 설계되었으며 최대 5M 이미지를 처리할 수 있다. 또한, 영역 확장을 위한 이미지 크기를 파악하기 위해서 나머지(rem) 연산을 기반으로 한 수식을 만들었다. 이를 이용해서 입력 이미지의 크기 패턴을 파악하는 진리표를 제안한다. TSMC 0.25um ASIC library 환경에서 합성된 gate counts는 18,725로 되었으며 maximum data arrival time은 18.94[ns]를 가진다. This paper presents the implementation of a Tiling System about Preprocessing functions of JPEG 2000. The system covers the JPEG 2000 standard and is designed to determine the size of the image, to expand the image area and to split input image into several tiles. In order to split the input image with the progressive transmission into several tiles and transmit a tile of this image to others, this system store this image into Frame Memory. Therefore, this is designed as the Finite State Machine (FSM) to sequence through specific patterns of states in a predetermined sequential manner by using Verilog-HDL and be designed to handle a maximum 5M image. Moreover, for identifying image size for expansion, we propose several formula which are based on remainder after division (rem). we propose the true table which determines the size of the image input patterns by using results of these formula. Under the condition of TSMC 0.25um ASIC library, gate count is 18,725 and maximum data arrival time is 18.94 [ns].

비선형 감마 커브를 위한 감마 라인 시스템의 비교

장원우,이성목,하주영,김주현,김상준,강봉순,Jang, Won-Woo,Lee, Sung-Mok,Ha, Joo-Young,Kim, Joo-Hyun,Kim, Sang-Choon,Kang, Bong-Soon 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.2

본 논문은 비선형 휘도 출력을 요구하는 영상장치 기기를 위한 감마 보정에 관한 것이다. 제안된 감마 수정 시스템은 일반적인 공식에 의해 만들어지는 비선형적 특성을 지닌 감마 커브와 제안된 알고리즘에 의해 생성되는 결과와 차이를 최소화하기 위한 시스템이다. 오차를 최소하기 위해, 제안된 시스템은 Least Squares Polynomial을 사용하였다. 이 알고리즘은 샘플간의 점들에 대해서 최적의 다항식을 계산하는 방법이다. 각각의 시스템들은 연속적인 여러 개의 방정식으로 구성되어 있으며, 정밀도를 높이기 위해서 각 구간마다 고유의 중첩 구간을 가지고 있다. 최종적으로 알고리즘을 검증하여, 시스템들은 Verilog-HDL를 사용하여 구현되었다. 본 논문에선 가장 초기적 알고리즘인, Seed Table을 이용한 기존 시스템과 이를 개선하기 위해 만들어진 제안된 감마 시스템을 비교하려고 한다. 제안된 시스템과 기존 시스템은 클럭 대기(clock latency)가 1과 2의 값을 지닌다. 그러나 에러 범위(LSB)는 $0{\sim}+36$에서 $-1{\sim}+1$으로 향상되었다. 삼성 0.35 worst case 환경에서 합성된 gate count는 2,063에서 2,564으로 증가되었으나, maximum data arrival time은 29.05[ns]에서 17.52[ns]으로 더 빨라졌다. This proposed gamma (${\gamma}$) correction system is developed to reduce the difference between non-linear gamma curve produced by a typical formula and result produced by the proposed algorithm. In order to reduce the difference, the proposed system is using the Least Squares Polynomial which is calculating the best fitting polynomial through a set of points which is sampled. Each system is consisting of continuous several kinds of equations and having their own overlap sections to get more precise. Based on the algorithm verified by MATLAB, the proposed systems are implemented by using Verilog-HDL. This paper will compare the previous algorithm of gamma system such as Existing system with Seed Table with the latest that such as Proposed system. The former and the latter system have 1, 2 clock latency; each 1 result per clock. Because each of the error range (LSB) is $1{\sim}+1,\;0{\sim}+36$, we can how that Proposed system is improved. Under the condition of SAMSUNG STD90 0.35 worst case, each gate count is 2,063, 2,564 gates and each maximum data arrival time is 29.05[ns], 17.52[ns], respectively.

Progressive한 영상을 위한 실시간 그룹화 알고리즘

장원우(Won-woo Jang),이성진(Sung-jin Lee),최원태(Won-tae Choi),김석찬(Suk-chan Kim),강봉순(Bong-soon Kang) 한국정보기술학회 2008 Proceedings of KIIT Conference Vol.2008 No.-

신냉매용 자동차 에어콘 시스템에서 온도감응식팽창밸브의 특성해석

장원우(Won Woo Jang),송영길(Yeong Kil Song),김경훈(Kyung Hoon Kim) 대한설비공학회 1994 대한설비공학회 학술발표대회논문집 Vol.1994 No.11

논문발표 / 제 1 강연장 ( 수치해석 ) : 신냉매용 자동차 에어콘 팽창밸브에서의 열유동해석

장원우(Jang Won Woo),송유호(Song You Ho),김경훈(Kim Kyung Hoon) 한국액체미립화학회 1996 한국액체미립화학회 학술강연회 논문집 `96 Vol.- No.-

JPEG2000 Encoder를 위한 EBCOT Tier-1의 하드웨어 구현

이성목,장원우,조성대,강봉순,Lee, Sung-Mok,Jang, Won-Woo,Cho, Sung-Dae,Kang, Bong-Soon 한국융합신호처리학회 2010 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.11 No.2

본 논문은 JPEG2000 Encoder를 위한 EBCOT Tier-1의 하드웨어 구현에 관한 것이다. 2000년대 초반, JPEG의 단점을 극복하기 위해 차세대 정지영상 압축 표준으로 등장한 것이 JPEG2000이다. JPEG2000 표준은 DWT(Discrete Wavelet Transform)과 EBCOT Entropy coding 기술을 기반으로 하고 있다. 이 중 EBCOT(Embedded block coding with optimized truncation)은 JPEG2000 표준에서 실제 압축을 수행하는 가장 중요한 기술 중 하나이다. 하지만 EBCOT는 Bit-level 처리를 하기 때문에 JPEG2000 압축 과정 중 절반 정도의 연산 시간을 차지하는 단점을 가지고 있다. 그래서 이에 본 논문은 EBCOT 연산의 효율성을 높이기 위해 수정된 Context 추출 방법과 산술 부호화기 MQ- Coder를 하드웨어 구현하였다. 제안된 시스템은 Verilog-HDL로 구현되었으며 TSMC 0.25um ASIC 라이브러리로 합성한 결과, 게이트 카운트는 30,511개로 구현되었으며, 50MHz의 동작 조건을 만족한다. This paper presents the implementation of a EBCOT TIER-1 for JPEG2000 Encoder. JPEG2000 is new standard for the compression of still image for overcome the artifact of JPEG. JPEG2000 standard is based on DWT(Discrete Wavelet Transform) and EBCOT Entropy coding technology. EBCOT(Embedded block coding with optimized truncation) is the most important technology that is compressed the image data in the JPEG2000. However, EBCOT has the artifact because the operations are bit-level processing and occupy the harf of the computation time of JPEG2000 Compression. Therefore, in this paper, we present modified context extraction method for enhance EBCOT computational efficiency and implemented MQ- Coder as arithmetic coder. The proposed system is implemented by Verilog-HDL, under the condition of TSMC 0.25um ASIC library, gate counts are 30,511EA and satisfied the 50MHz operating condition.

휴대디지털 기기를 위한 소형화된 TV-out 비디오 프로세서의 구현

이성목,장원우,하주영,김주현,강봉순,Lee, Sung-Mok,Jang, Won-Woo,Ha, Joo-Young,Kim, Joo-Hyun,Kang, Bong-Soon 한국융합신호처리학회 2006 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.7 No.4

본 논문은 TV 출력 기능이 필요한 휴대용 디지털 기기를 위한 소형화된 비디오 프로세서의 구현에 관한 것이다. 설계된 비디오 프로세서는 ITU-R(International Telecommunication Union-Radiocomunication) BT.470 표준을 모두 지원한다. 또한 설계된 시스템의 하드웨어 부담을 줄여 다양한 디지털 기기에 적용하기 위해 하드웨어 사이즈를 소형화 하는데 설계에 중점을 두었다. ITU-R BT.470 표준은 크게 NTSC, PAL, SECAM의 3가지로 구분되는데, NTSC와 PAL은 색차 신호를 전송하기 위해서 구조진폭변조(QAM)를 사용하고, SECAM은 주파수변조(FM)를 사용한다. SECAM 표준은 변조를 위해 pre-emphasis 필터와 anti-cloche 필터가 필요한데, 표준(ITU-R BT.470)에서 권장하는 anti-cloche 필터의 특성이 아주 예리해서 디지털로 설계하기가 용이하지 않다. 이에 본 논문에서는 anti-cloche 필터의 특성을 설계하기 쉽도록 바꾸고, 표준에서 요구하는 결과와 동일하도록 수정된 변조 방법을 제안한다. 각종 휴대용 디지털 기기는 내장 배터리로 동작되므로 소비전력을 줄이기 위하여 출력모드에 따른 파워소비를 가변하도록 하였다. 제안된 비디오 프로세서는 Altera사의 FPGA APEX20K1000EBC652-3과 삼성 LCD-TV를 이용하여 실시간 검증을 수행하였다. This paper presents the design and implementation of a video processor for the device of need TV-OUT function. The designed video processor satisfies the standard conditions of ITU-R(International Telecommunication Union-Radiocommunication) BT.470. Also, in order to apply various digital device, we concentrate upon hardware complexity. ITU-R BT.470 can be classified as NTSC, PAL or SECAM. NTSC and PAL use QAM(Quardarature Amplitude Modulation) to transmit color difference signals and SECAM uses FM(Frequency Modulation). FM must have antic-cloche filter but filter recommended by ITU-R BT.470 is not easy to design due to sharpness of the frequency response. So this paper proposes that the special quality of anti-cloche filter is transformed easy to design and the modulation method is modified to be identical with the result required at standard. The processor can control power consumption by output mode to apply portable digital devices. The proposed processor is experimentally demonstrated with ALTERA FPGA APEX20KE EP20K1000EBC652-3 device and SAMSUNG LCD-TV.

적목현상 특징을 이용한 적목현상 보정 알고리즘 및 하드웨어 구현

이성진,장원우,최원태,김석찬,강봉순,Lee, Song-Jin,Jang, Won-Woo,Choi, Won-Tae,Kim, Suk-Chan,Kang, Bong-Soon 한국융합신호처리학회 2009 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.10 No.3

In this paper, we proposed an algorithm of redeye correction. For naturally redeye correction, we assumed positions of the redeye at an image which produced redeye, and we estimated rate of the redeye to apply the appropriate redeye correction suitably. We extract and label pixels those are possible of generating redeye using red, skin and reflected light color. The each labeled group is decided by rates of length and width, dimension, density, the color of white of the eye and reflected light color of groups for the redeye group. We corrected positions of redeye using blurring effect, naturally. In the case of designing the proposed algorithm, we designed the redeye correction hardware using the minimum of memories for efficiency of hardware. 본 논문은 적목현상 보정을 위한 알고리즘에 관한 것이다. 자연스러운 보정을 위해 적목현상이 발생한 이미지에서 적목현상이 발생한 위치를 추정하고 적목현상의 정도를 판단하여 적절한 보정을 적응적으로 적용할 수 있도록 하였다. 붉은 색, 피부색, 반사광색을 이용하여 적목현상이 발생했을 가능성이 있는 픽셀을 추출하고 픽셀들을 그룹화하여 레이블링 하였다. 레이블링 된 각 그룹들 중에서 그룹의 가로와 세로의 비율, 크기, 밀도, 흰자위색과 피부색등을 이용하여 어떠한 그룹이 적목현상이 발생한 그룹인지를 판단하였다. 적목현상이 발생한 위치는 블러링 효과를 만들어 자연스럽게 보정하였다. 제안된 알고리즘을 하드웨어로의 설계 할 경우 하드웨어 자원의 효율성을 극대화하기 위해 알고리즘을 최소한의 메모리를 사용하여 개발하였다.

미소선원 적분법과 몬테칼로 방법을 이용한 AAPM TG-43 선량계산 인자 평가: microSelectron HDR Ir-192 선원에 대한 적용

안우상,장원우,박성호,정상훈,조운갑,김영석,안승도,Ahn, Woo-Sang,Jang, Won-Woo,Park, Sung-Ho,Jung, Sang-Hoon,Cho, Woon-Kap,Kim, Young-Seok,Ahn, Seung-Do 한국의학물리학회 2011 의학물리 Vol.22 No.4

고선량률 근접치료에 사용되는 상업용 선원과 치료계획 시스템들은 AAPM TG 43에서 권고하는 점 및 선 선원에 의해 선량분포를 계산한다. 하지만, 근접치료용 선원에 대한 인체 내의 정확한 선량계산을 위해서 3차원 부피의 선원을 고려하는 MC 기반의 선량계산 방법이 필요하다. 본 연구에서는 microSelectron HDR Ir-192 선원을 작은 부분으로 분할하여 계산하는 미소선원 적분법을 이용하여 기하학적 인수를 계산하였다. 또한, 범용 방사선 수송코드인 MCNPX를 사용하여 30 cm 직경의 구형 물 팬텀 내에서 선원의 선량률을 계산하여 비등방성함수와 반경선량함수를 구하였다. 그 결과를 MC 기반 광자 수송코드인 MCPT를 사용하여 계산한 Williamson의 결과와 비교 및 분석하였다. 미소선원 적분법과 선 선원 근사법에 따른 기하학적 인수는 $r{\geq}0.5cm$에서는 0.2% 이내에서 일치하였고 r=0.1 cm일 때 1.33%의 차이를 보였다. 본 연구에서 계산된 비등방성함수와 반경선량함수가 Williamson의 계산된 결과의 차이는 비등방성함수의 경우 r=0.25 cm에 서 2.33%의 가장 큰 R-RMSE를 보였고 $r{\geq}0.5cm$에서는 1% 미만의 R-RMSE를 보였다. 반경선량함수의 경우는 r=0.1~14.0 cm에서 0.46%의 R-RMSE를 보였다. 미소선원 적분법과 선 선원 근사법으로 계산한 기하학적 인수는 $r{\geq}0.1cm$에서 잘 일치하지만 3차원의 Ir-192 선원을 적용하여 계산한 미소선원 적분법이 실제 기하학적 인수를 잘 반영할 것으로 생각된다. r=0.25 cm에서 비등방성함수를 제외하고는 MCPT와 MCNPX의 몬테칼로 코드를 이용하여 얻어진 비등방성함수와 반경선량함수는 각각의 몬테칼로 코드에 대한 불확실성 이내에서 잘 일치함을 확인하였다. 따라서 MCNPX 전산모사 결과를 통해 TG-43의 선량 계산식에 사용된 인자를 Williamson 등의 결과와 비교 및 검증함으로써, 추후 다른 종류의 선원에 대해서도 Monte Carlo 기반의 연구가 가능할 것으로 기대된다. Currently, the dose distribution calculation used by commercial treatment planning systems (TPSs) for high-dose rate (HDR) brachytherapy is derived from point and line source approximation method recommended by AAPM Task Group 43 (TG-43). However, the study of Monte Carlo (MC) simulation is required in order to assess the accuracy of dose calculation around three-dimensional Ir-192 source. In this study, geometry factor was calculated using segmented sources integration method by dividing microSelectron HDR Ir-192 source into smaller parts. The Monte Carlo code (MCNPX 2.5.0) was used to calculate the dose rate $\dot{D}(r,\theta)$ at a point ($r,\theta$) away from a HDR Ir-192 source in spherical water phantom with 30 cm diameter. Finally, anisotropy function and radial dose function were calculated from obtained results. The obtained geometry factor was compared with that calculated from line source approximation. Similarly, obtained anisotropy function and radial dose function were compared with those derived from MCPT results by Williamson. The geometry factor calculated from segmented sources integration method and line source approximation was within 0.2% for $r{\geq}0.5$ cm and 1.33% for r=0.1 cm, respectively. The relative-root mean square error (R-RMSE) of anisotropy function obtained by this study and Williamson was 2.33% for r=0.25 cm and within 1% for r>0.5 cm, respectively. The R-RMSE of radial dose function was 0.46% at radial distance from 0.1 to 14.0 cm. The geometry factor acquired from segmented sources integration method and line source approximation was in good agreement for $r{\geq}0.1$ cm. However, application of segmented sources integration method seems to be valid, since this method using three-dimensional Ir-192 source provides more realistic geometry factor. The anisotropy function and radial dose function estimated from MCNPX in this study and MCPT by Williamson are in good agreement within uncertainty of Monte Carlo codes except at radial distance of r=0.25 cm. It is expected that Monte Carlo code used in this study could be applied to other sources utilized for brachytherapy.

모바일 폰 카메라의 자동백색보정 성능향상을 위한 단색영상 검출 알고리즘

김경린,장원우,김주현,양훈기,강봉순,Kim, Kyung-Rin,Jang, Won-Woo,Kim, Joo-Hyun,Yang, Hoon-Gee,Kang, Bong-Soon 한국정보통신학회 2009 한국정보통신학회논문지 Vol.13 No.7

본 논문에서는 모바일 폰 카메라의 적용을 위한 자동백색보정(Auto White Balance, AWB) 기능 중에서 단색영상에 대한 탈색 현상과 색상의 왜곡을 막기 위한 단색영상 검출 알고리즘을 제안하였다. 기존의 자동백색보정 기능은 복합영상의 경우에는 정상적으로 자동백색보정이 수행되었지만, 입력영상이 단색이거나 단색이 상당량 포함되어 있는 영상이 입력되는 경우에는 해당 색상이 탈색되거나, 입력영상의 색상 성분에 의해서 자동백색보정의 결과가 왜곡된 색상으로 나타나는 문제점이 발생하였다. 본 논문에서는 자동백색보정 수행 시 상기 단색영상에 대한문제 점을 해결하기 위하여 입력 영상의 색상정보에 대한 히스토그램 데이터를 이용한 단색영상 검출 알고리즘을 개발 하였다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘을 자동백색보정 기능에 추가적으로 적용된다면 더욱 향상된 기능의 자동 백색보정이 수행될 수 있을 것이라 기대한다. In this paper, we proposed Single Tone Detection Algorithm for prevent decoloration and color distortion of single tone image in auto white balance of mobile phone camera. Conventional auto white balance which accomplish very well using complex color images, but there are some problems if input images are single tone image or included large part of single tone. If input images are singlet one, or included large part of single tone, which cause decoloration or distorted color in output images. In this paper, we proposed single tone detection algorithm using color histogram data for solve decoloration or distorted color problems. If this algorithm is applied to auto white balance, it will be improvement in auto white balance.